ES2856373T3 - Inhibidores de la corrosión libre de boro de fluidos para trabajar metales - Google Patents

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Abstract

Una composición para trabajar metales que comprende una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (I): **(Ver fórmula)** y uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la Fórmula (III), capaces de formar una sal con una amina de acuerdo con la Fórmula (I), **(Ver fórmula)** en donde R7 es (poli)oxialquileno lineal o ramificado que tiene un peso molecular en el intervalo de 45 a 800, n es 1 ó 2, m es 1 ó 2, y n+m es 3, en donde X se seleciona O y NR3, Z es -(CH2)q-N(R5)R6, p es un número entero de 1 a 5, q es un número entero de 1 a 5, R1, R2, R3, R5, R6 se seleccionan independientemente de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo C1-4 lineal o ramificado, o R1 y R2 o R5 y R6 juntos forman un grupo morfolino cíclico: siempre y cuando las aminas de acuerdo con la Fórmula (I) no comprendan un grupo amino secundario terminal.

Description

DESCRIPCIÓN
Inhibidores de la corrosión libre de boro de fluidos para trabajar metales
La presente invención se refiere a una composición inhibidora de la corrosión útil para fluidos para trabajar metales, así como también concentrados, aditivos y fluidos para trabajar metales que contienen la composición de la invención. La invención además se refiere al uso de la composición para proporcionar a un fluido para trabajar metales uno o más de desempeño anticorrosivo, desempeño antiespumante, desempeño antidesgaste, capacidad de carga, larga vida del fluido, estabilidad biológica, lubricidad, tolerancia al agua dura, estabilidad de la formulación.
Las condiciones para trabajar metales promueven la corrosión de las superficies metálicas involucradas. Esto es particularmente relevante para los metales ferrosos, pero no se limita a ellos, por ejemplo, el cobre puede sufrir daños por corrosión graves al trabajar metales sin una protección adecuada contra la corrosión. Por lo tanto, los fluidos para trabajar metales generalmente contienen inhibidores de la corrosión para proteger las superficies metálicas de la corrosión. Los fluidos para trabajar metales para la mecanización de metales ferrosos y no ferrosos, como el cobre o el aluminio y sus aleaciones, son generalmente aceites solubles en agua, que tras la dispersión en agua, forman emulsiones transparentes, translúcidas, semitranslúcidas o lechosas. El aceite empleado normalmente es aceite de base mineral y a menudo contiene aditivos tales como aceites grasos naturales, ésteres sintéticos o ácidos grasos de origen natural, por ejemplo, los que son biodegradables. Dichas emulsiones son susceptibles de ataque biológico y por tanto generalmente se tratan con aditivos antimicrobianos (biocidas). Los productos miscibles en agua que contienen aceite mineral generalmente contienen aditivos emulsionantes y por eso pueden sufrir un ataque biológico y tienen poca longevidad porque la fase emulsionada que contiene el aceite mineral se tiende a separar. Los fluidos para trabajar metales a menudo usan inhibidores de la corrosión que contienen borato de amina. Se conoce que los inhibidores de la corrosión que contienen borato de amina proporcionan una inhibición de la corrosión muy buena y, además tienen actividad biocida. En principio dicha actividad es conveniente ya que los fluidos para trabajar metales contienen agua y aceite - y por lo tanto, son propensos al crecimiento biológico. La contaminación microbiológica dentro de un fluido para trabajar metales tiene un efecto perjudicial sobre la vida útil del fluido ya que degrada ciertos componentes del fluido (como los sulfonatos de petróleo y sodio). Por tanto el uso de inhibidores de la corrosión de borato de amina reduce los requisitos de biocidas para el fluido para trabajar metales.
Sin embargo, se conoce que los boratos de amina tienen un impacto medioambiental negativo, provocan peligros para la salud y generalmente no son deseables en aplicaciones industriales. En consecuencia, existe la necesidad de reducir o eliminar el uso de boratos de amina.
El documento GB 1319 121 describe, para aplicaciones de trabajo de metales, una solución lubricante acuosa que contiene al menos 0,01 % en peso de una sal de amina de un aducto de fenol/monoéster, diéster de ácido fosfórico o una mezcla de los mismos, siendo dicho aducto de fenol un aducto de óxido de etileno-fenol en donde el óxido de etileno puede, si se desea, ser reemplazado en parte por una proporción menor en peso de otro óxido de alquileno y el aducto que contiene más de una unidad de óxido de alquileno por molécula.
El documento US 3,933,658 describe una composición para trabajar metales y un aditivo para una composición para trabajar metales que imparte propiedades de presión extrema, antidesgaste e inhibidoras de la corrosión a la composición para trabajar metales. El aditivo comprende un éster de fosfato y un compuesto de azufre. La composición comprende el aditivo usado en un vehículo a base de aceite.
US 3,361,668 describe un proceso para preparar diésteres del ácido O, O'-fosforoditioico solubles en aceite de color claro y relativamente no corrosivos y sales metálicas preparados a partir de dichos diésteres del ácido O, O'-fosforoditioico, particularmente las sales de zinc, y aminas adecuadas para su uso en preparar dichos diésteres del ácido O, O'-fosforoditioico.
En el pasado, se sugirió que varios inhibidores de la corrosión de amina reemplazaran a los boratos de amina. Entre estas aminas, la diciclohexilamina, el 3-amino-4-octanol, la monoetanolamina y la trietanolamina han tenido aplicaciones comerciales. Sin embargo, la inhibición de la corrosión de estos inhibidores generalmente se atribuye simplemente a su naturaleza básica. Especialmente la diciclohexilamina se enfrenta a una disminución en la aceptación debido a que es una amina secundaria, que en presencia de nitritos forma nitrosaminas que se conoce que son tóxicas. Además, la inhibición de la corrosión proporcionada por estos sustitutos de amina generalmente no estuvieron a la altura del rendimiento mostrado por los boratos de amina convencionales. Por lo tanto, mientras que hay una serie de aditivos disponibles que pueden proporcionar algunos de los atributos de los boratos de amina, hasta la fecha no hay alternativas fácilmente disponibles que puedan usarse en su lugar los derivados de borato de amina para igualar todos los atributos requeridos y al mismo tiempo cumplir con los futuros estándares de seguridad ambiental y de salud.
Para abordar esto, se necesita un compuesto que funcione como inhibidor de la corrosión libe de boro y que proporcione inhibición de la corrosión, bioestabilidad, tolerancia al agua dura, baja espuma, estabilización de la formulación y lubricidad.
Como solución a uno o más de los objetos mencionados anteriormente, la presente invención describe una composición que comprende una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (I):
Figure imgf000003_0001
Fórmula (I)
y uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la Fórmula (III), capaces de formar una sal con una amina de acuerdo con la fórmula (I),
O
( HOh pi ° fí7) m
Figure imgf000003_0002
en donde
R7 es (poli)oxialquileno lineal o ramificado que tiene un peso molecular en el intervalo de 45 a 800, n es 1 o 2, m es 1 o 2, y n+m es 3,
en donde X se selecciona de O y NR3, Z es -(CH2)q-N(R5)R6, p es un número entero de 1 a 5, q es un número entero de 1 a 5, R1, R2, R3, R5, R6 se seleccionan independientemente de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo C1-4 lineal o ramificado, o R1 y R2 o R5 y R6 juntos forman un grupo morfolino cíclico; siempre y cuando las aminas de acuerdo con la Fórmula (I) no comprendan un grupo amino secundario terminal.
Las composiciones preferidas de acuerdo con la presente invención pueden comprender una o más aminas de acuerdo con la fórmula (II)
r12n-(-ch^-x-{-ch2)-nr12
Fórmula (II)
y uno o más fosfatos ácidos capaces de formar una sal con una amina de acuerdo con la fórmula (II), en donde la X se selecciona de 0 y NR3, p es un número entero de 1 a 5, R1 y R3 se seleccionan independientemente de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo C1-4 lineales o ramificados, o dos restos R1 juntos forman un grupo morfolino cíclico. En particular R1 y/o R3 puede ser metilo. La composición se prepara generalmente mediante la combinación de ambos componentes y cualquier aditivo eventual o se agrega ambos componentes y cualquier aditivo eventual a un líquido. Se debe entender que una porción o toda la amina reaccionará con una porción o la totalidad del fosfato de ácido formando una sal amina de fosfato, también conocida como sal de fosfato de amonio.
La sal amina de fosfato se puede describir mediante la Fórmula (IV),
Figure imgf000003_0003
obtenible por combinación de uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la fórmula (III) y una o más aminas de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1, R2, R7, X, Z y p son como se definieron anteriormente, y x es 0 o 1, y es 1 o 2, z es 1 o 2 y x+y+z es 3. Se debe entender que la fórmula (IV) no restringe la presencia del átomo de nitrógeno cuaternario a una función de amina externa (terminal). En caso de que X sea NR3, el nitrógeno central también puede ser la posición de protonación al salificar, así como también el grupo -(CH2) q-N(R5)R6
En consecuencia, una modalidad preferida de la composición de la invención se describe mediante la Fórmula (V):
Figure imgf000004_0001
obtenible mediante la combinación de uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la fórmula (III) y una o más aminas de acuerdo con la fórmula (II), en donde R1, R7, X y p son como se definieron anteriormente, y x es 0 o 1, y es 1 o 2, z es 1 o 2 y x+y+z es 3.
En una modalidad particularmente preferida, R7 está representado por la siguiente Fórmula (VI):
Figure imgf000004_0002
En donde R8 y R9 son independientemente hidrógeno o alquilo C1-4, en particular hidrógeno o metilo, R10 es C1-36 lineal, o alquilo ramificado, cicloalquilo, alquenilo, cicloalquenilo, arilo o aralquilo, en particular alquilo C1-C18 lineal o ramificado, muy preferentemente alquilo C8-10, r es un número entero de 1 a 10, preferentemente de 2 a 8, en particular de 3 a 5.
Por tanto, dentro del sentido de la composición de la invención se encuentra una composición que comprende una sal amina de fosfato o una mezcla de sales aminas de fosfato, en particular de sales aminas de fosfato de acuerdo con la Fórmula (IV) o Fórmula (V), obtenible mediante la combinación de uno o más fosfatos ácidos, preferentemente de acuerdo con la Fórmula (III) y una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (I) o la Fórmula (II).
Las cantidades relativas de fosfato de ácido, preferentemente de acuerdo con la Fórmula (III), y amina de acuerdo con la Fórmula (I) o (II) pueden variar en el intervalo de 0,6:1 a 1,4:1 (peso/peso) de fosfato a amina, preferentemente 0,8:1 a 1,2:1 (peso/peso) fosfato a amina, con mayor preferencia 0,9:1 a 1,1:1. Es particularmente preferida una relación de 1:1 (peso/peso) de fosfato a amina. A menudo, el fosfato de ácido se empleará como una mezcla de ácido mono- y divalente. La relación molar de monovalente a divalente se encuentra preferentemente en el intervalo de 1:0,1 hasta 1:1,5, en particular 1:0,2 hasta 1:1 y particularmente preferido 1:0,4 hasta 1: 0,8. La adición de amina al fosfato de ácido (o viceversa) se refiere a "salificación" en la técnica. El grado de salificación determina si el compuesto resultante está sobresalado, subsalado o "neutro", es decir, dando como resultado cantidades equimolares de ion amonio derivado de la amina de Fórmula (I) o Fórmula (II) y equivalentes de ácido de fosfato/ácido de fosfato desprotonado.
En una modalidad preferida, la salificación del fosfato de ácido o la mezcla de fosfatos ácidos con dicha una o más aminas de Fórmula (I) o Fórmula (II) da como resultado una mezcla que comprende, en peso relativo, 50 a 90 %, preferentemente del 60 al 80 %, con mayor preferencia del 65 al 72 %, por ejemplo, aproximadamente el 70 % o del 63 al 69 %, de la(s) sal(es) de amina y del 50 al 10 %, preferentemente del 40 al 20 %, con mayor preferencia del 38 al 25 %, por ejemplo, aproximadamente 30 % o 31 a 37 %, de amina libre sin reaccionar. Normalmente, la amina de fosfato salada de la invención es un gel, a menudo de alta viscosidad. Sin embargo, la amina de fosfato salada puede obtenerse como un sólido cristalino o amorfo o como un líquido en condiciones normales.
Los fosfatos ácidos muy preferidos para ser empleados en la presente invención incluyen aquellos en donde R7 tiene un peso molecular de 200 a 400, por ejemplo entre 300 y 350. El fosfato alcoxilado de Fórmula (II) se puede preparar por reacción de pentóxido de fósforo con un polioxialcohol R7OH, que produce una mezcla de monoésteres y diésteres de fosfato, reflejada por los índices n y m en la Fórmula (II).
Los fosfatos útiles incluyen, pero no se limitan a:
Fosfato octílico/decílico etoxilado
Fosfato octílico/decílico etoxilado (4EO)
Fosfato de 2-etilhexilo etoxilado (3EO)
Fosfato de 2-etilhexilo etoxilado (2EO)
Fosfato de 2-etilhexilo etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol decílico etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol decílico etoxilado (6EO)
Fosfato de isotridecanol etoxilado (3EO)
Fosfato de isotridecanol etoxilado (6EO)
Fosfato de isotridecanol etoxilado (5EO)
Fosfato de isotridecanol etoxilado (10EO)
Fosfato de isotridecanol etoxilado (20EO)
Fosfato de tergitol 15-S-9
Fosfato de alcohol C10-14 etoxilado (3EO)
Fosfato de alcohol C12 etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol C12-14 etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol C12-15 etoxilado (5EO)
Fosfato de alcoholes cetílico/estearílico etoxilados (2EO)
Fosfato de alcoholes cetílico/oleílico etoxilados (5EO)
Fosfato de alcohol oleílico etoxilado (4EO)
Fosfato de alquilfenol etoxilado
Fosfato de fenol etoxilado (3EO)
Fosfato de fenol etoxilado(6EO)
Expresiones tales como "etoxilado de octílico/decílico" usadas en la presente descripción describen mezclas de etoxilado de octilo y etoxilado de decilo.
Entre los fosfatos más preferidos se encuentran:
Fosfato octílico/decílico etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol decílico etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol C12 etoxilado (4EO)
Fosfato de alcohol C12-14 etoxilado (4EO)
De acuerdo con las convenciones de denominación en la técnica, la porción de "alcohol"/"fenol" del nombre refleja que el "alcohol etoxilado" o "fenol etoxilado" es el producto de reacción de un alcohol/fenol y óxido de etileno. Por lo tanto, por ejemplo, "fosfato de decil etoxilado (4EO)" o "fosfato de alcohol decílico etoxilado (4EO)" o "fosfato decanol etoxilado (4EO)" significan el mismo compuesto: CioH2iO(C2H4O)r fosfato, en donde r es aproximadamente 4. La convención de denominación refleja el número promedio de unidades repetidas, -OCH2CH2-, en el producto de reacción alcohol/fenol y óxido de etileno, R11-(OCH2CH2)b-OH, donde R11 es la porción alquilo del alcohol/fenol inicial. Se deben cubrir las pequeñas variaciones del número entero. Por lo tanto como ejemplo, "4EO" comprende una muestra que tiene entre "3,5" y "4,4" -OCH2CH2- unidades repetidas, como, en particular, 3,9 a 4,0 "-OCH2CH2- unidades repetidas.
La amina empleada de acuerdo con la Fórmula (I) o la Fórmula (II) no tiene un átomo de nitrógeno secundario terminal, ya que las aminas secundarias pueden ser un peligro para la salud. Preferentemente, los residuos R1 y R2, pueden ser iguales o diferentes e independientemente cada uno es un alquilo C1 a C5 lineal o ramificado o un hidroxialquilo C1 a C5, n es preferentemente 2-5. Las aminas particularmente adecuadas incluyen:
Bis(N-dimetilaminopropil)metilamina
Figure imgf000005_0001
Bis(N-dimetilaminoetil)metilamina
Figure imgf000005_0002
Bis(dimetilaminoetil)éter
Figure imgf000005_0003
Bis(dimetilaminopropil) éter
Bis(3-d¡met¡laminoprop¡l) isopropanolamina
Figure imgf000006_0003
2-(2-dimetilaminoetoxietil)-metilamino etanol
Figure imgf000006_0001
Bis(N-dimetilaminopropil)amina
Figure imgf000006_0002
Las aminas preferidas incluyen:
Bis(N-dimetilaminopropil)metilamina,
Bis(N-dimetilaminoetil)metilamina,
Bis(dimetilaminoetil)éter,
Bis(3-dimetilaminopropil)isopropanolamina,
Conforme a los fosfatos y aminas antes mencionados, las sales de fosfato amina más preferidas incluyen:
Fosfato octílico/decílico 4EO salado con
Bis(N-dimetilaminopropil)metilamina, o
Bis(N-dimetilaminopropil)metilamina, o
Bis(N-dimetilaminoetil)metilamina, o
Bis(dimetilaminoetil)éter, o
Bis(3-dimetilaminopropil)isopropanolamina
Por tanto, en una sal de fosfato de amina particularmente preferida de acuerdo con la presente invención, la amina es bis(N-dimetilaminopropil) metilamina y el fosfato se obtiene por reacción de pentóxido de fósforo con octílico/decílico etoxilado (4EO). El octílico/decílico etoxilado (4EO) se obtiene mediante la reacción de 4 moles de óxido de etileno por cada 1 mol de alcohol C8 y Ci0.
Los inventores de la presente invención han descubierto que la composición de la presente invención se puede usar ventajosamente en un fluido para trabajar metales. La composición proporciona un buen comportamiento anticorrosivo, comparable o mejor que el observado con inhibidores de la corrosión de borato de amina convencionales. Además, se descubrió sorprendentemente que el compuesto de la invención proporcionaba una buena vida útil al fluido para trabajar metales, comparable a la obtenida con inhibidores de la corrosión convencionales basados en borato de amina -sin las preocupaciones ambientales y los peligros para la salud asociados con los boratos de amina. Se demostró que la composición de la presente invención inhibe o ralentiza el crecimiento bacteriano durante períodos de tiempo prolongados. La acción funcional de larga duración de la composición de la presente invención se considera una mejora significativa en comparación con el impacto medioambiental inherente a los inhibidores de la corrosión bactericidas a base de borato de amina convencionales. El uso de la composición de la presente invención puede reducir además la necesidad de aplicar biocidas convencionales para trabajar metales.
Las propiedades amortiguadoras de la composición de la presente invención son iguales o superiores a los inhibidores de la corrosión convencionales usados en fluidos para trabajar metales y se suman a las propiedades anticorrosivas. Las composiciones de la presente invención proporcionan un muy buen rendimiento antidesgaste a un fluido para trabajar metales combinado con una alta capacidad de carga,
comparable o superior a los inhibidores de la corrosión usados convencionalmente en fluidos para trabajar metales.
Estas propiedades hacen que las composiciones de la presente invención sean inhibidores de la corrosión ideales de fluidos para trabajar metales. Se pueden emplear como un paquete de aditivos, o como un componente de un paquete de aditivos para fluidos para trabajar metales. En este caso el paquete de aditivos se diluye para hacer el fluido para trabajar metal terminado. Por tanto, la presente invención también se refiere a un paquete de aditivos que comprende 1 a 50, preferentemente 5 a 40, en particular 10 a 40, con la máxima preferencia 25 a 30 % en peso de una composición de un total de compuestos de fórmulas (I), (III ) y (IV). Debe entenderse que el paquete de aditivos puede consistir esencialmente en una composición de fórmulas (I) y (III) o (I), (III) y (IV) o (IV) sola. En consecuencia, en modalidades preferidas, el paquete de aditivos puede consistir esencialmente en una composición de fórmulas (II) y (III) o (II), (III) y (V), o (V) sola. En algunas modalidades, el paquete de aditivos puede comprender 1 a 50, preferentemente 5 a 40, en particular 10 a 40, con la máxima preferencia 25 a 30 % en peso de una composición de fórmula (IV).
El paquete de aditivos puede comprender además 0-90, preferentemente 10-80 % en peso de un aceite, preferentemente un aceite mineral como API Grupo I (se incluyen nafténico y parafínico), API Grupo II (se incluye parafínico), con un grado de viscosidad de 10-50 cSt, preferentemente 20-40 cSt. El paquete de aditivos puede comprender además de 0 a 50, y preferentemente de 5 a menos de 30 % en peso, en particular menos de 15 % en peso de agua. El paquete de aditivos para fluido para trabajar metal de acuerdo con la presente invención puede incluir además uno o más componentes convencionales adicionales tales como inhibidor de la corrosión adicional, biocidas, fungicidas, emulsionantes, aditivos lubricantes, acopladores, estabilizadores de solución, agentes antiespumantes. Un paquete de aditivos típico, o concentrado, de la presente invención puede estar compuesto de la siguiente manera (Tabla 1):
Tabla 1
Figure imgf000007_0002
Un ejemplo de diluyente adecuado es el agua.
Ejemplos de lubricantes adecuados son, independientemente o una mezcla de, éster de ácido polirricinoleico, éster de ácido graso, triglicéridos, copolímeros de bloque EP/PO, y ésteres poliméricos disponibles bajo el nombre comercial Ketjenlube 135.
Ejemplos de inhibidores de la corrosión adecuados son el fosfato de octílico decílico 4EO salado con bis(N-diemetilaminopropil) metilamina, solo o en combinación, con otros inhibidores de la corrosión tales como carboxilatos de amina, tolitriazoles, benzotriazoles, tiadiazoles, alquilbencenosulfonatos de calcio disponibles bajo el nombre comercial de HiTEC®. 614, y alcanolamina de ácido graso disponible bajo el nombre comercial Polartech Amide MA 460 TM. Ejemplos de emulsionantes adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más de, sulfonatos, amidas de ácidos grasos, éter carboxilatos de alcohol disponibles bajo el nombre comercial Akypo RO 50 VG, alquil éter carboxilatos disponibles como nombre comercial Akpo Tec AMVG, y etoxilatos, tales como alcoxilato de éster de ácido graso disponible bajo el nombre comercial Surfonic Mw 100.
Ejemplos de alcoholes adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más, alcohol oelil cetílico disponible bajo el nombre comercial Synative AL 90/95 V y C12-C14 alcohol lineal disponible bajo el nombre comercial Synative AL S.
En consecuencia, un ejemplo no limitativo específico de un paquete de aditivos típico, o concentrado, de la presente invención puede estar compuesto como sigue (Tabla 2):
Tabla 2
Figure imgf000007_0001
La presente invención también se refiere al fluido para trabajar metales terminado que comprende la composición de la presente invención. El fluido para trabajar metales se puede fabricar añadiendo la composición o el paquete de aditivos de la presente invención a un fluido. El fluido para trabajar metales terminado de la presente invención comprende del 1 al 20, preferentemente del 2 al 8, con la máxima preferencia del 4-6 % en peso o aproximadamente el 5 % en peso de una composición de un total de compuestos de fórmulas (I), (III) y (IV), preferentemente (II), (III) y (V). En algunas modalidades, el fluido para trabajar metales terminado puede comprender de 1 a 20, preferentemente de 2 a 10, en particular de 2 a 8, con la máxima preferencia de 4 a 6 % en peso o aproximadamente 5 % en peso de una composición de fórmula (IV) o (V). El fluido para trabajar metales terminado puede comprender además de 0 a 90, preferentemente de 1 a 80 % en peso, de un aceite, preferentemente un aceite mineral tal como API Grupo I (que incluye nafténico y/o parafínico), API Grupo II (se incluye parafénico), con un grado de viscosidad de 10-50 cSt, preferentemente de 20-40 cSt. Alternativamente, o además, el fluido para trabajar metales terminado de la presente invención puede comprender además de 0 a 60, y preferentemente de 5 a menos de 30 % en peso de agua. Un fluido para trabajar metales terminado que contiene un paquete de aditivos típico, o concentrado de la presente invención puede tener los siguientes parámetros físicos: densidad @ 15,6 °C de 0,9 - 1,2, alcalinidad total entre 10-15 % como KOH, contenido de agua entre 5-15 %.
Un fluido para trabajar metales terminado de acuerdo con la invención puede incluir además uno o más componentes convencionales adicionales tales como inhibidor de la corrosión adicional, biocidas, fungicidas, emulsionantes, aditivos lubricantes, acopladores, estabilizadores de solución, agentes antiespumantes.
Un fluido para trabajar metales típico de la presente invención puede, por ejemplo, estar compuesto como sigue (Tabla 3):
Tabla 3
Figure imgf000008_0001
Un ejemplo de un aceite base adecuado es un aceite mineral nafténico disponible bajo el nombre comercial Nynas T22. Un ejemplo de un sulfonato adecuado es el sulfonato sódico de petróleo y disponible bajo el nombre comercial Petronate HL.
Ejemplos de ácidos grasos adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más, ácido graso de aceite de resina disponible bajo el nombre comercial Sylfat 2 y ácido monocarboxílico C10 disponible bajo el nombre comercial de Versatic 10, ácido oleico.
Ejemplos de alcoholes adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más de, alcohol oelil cetílico disponible bajo el nombre comercial Synative AL 90/95 V, y alcohol lineal C12-C14 disponible bajo el nombre comercial Synative AL S.
Ejemplos de aminas adecuadas son, independientemente o una mezcla de dos o más, monoisopropanolamina, dietanolamina y trietanolamina.
Ejemplos de pasivadores metálicos adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más, tolitriazol disponible bajo el nombre comercial Polartech Multitech Cu y benzotriazol disponible bajo el nombre comercial Irgamet 42.
Ejemplos de lubricantes adecuados son, independientemente o una mezcla de, éster polirricinoleico y polimérico disponible bajo el nombre comercial Ketjenlube 135.
Ejemplos de inhibidores de la corrosión adecuados son fosfato octil decílico 4EO salado con bis(N-diemetilaminopropil)metilamina, solo o en combinación con otros inhibidores de la corrosión, tales como carboxilatos de amina, tolitriazoles, benzotriazoles, tiadiazoles, alquilbencenosulfonatos de calcio disponibles bajo el nombre comercial de HiTEC® 614, y alcanolamina de ácido graso disponible bajo el nombre comercial Polartech Amide MA 460 TM.
Ejemplos de emulsionantes adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más de, sulfonatos, amidas de ácidos grasos, éter carboxilatos de alcohol disponibles bajo el nombre comercial Akypo RO 50 VG, alquil éter carboxilatos disponibles como nombre comercial Akpo Tec a Mv G, y etoxilatos, tales como alcoxilato de éster de ácido graso disponible bajo el nombre comercial Surfonic Mw 100.
Un ejemplo de fungicidas adecuados puede ser independientemente o una mezcla de dos o más de triazina, nitromorfolina, bromonitrilos.
Un ejemplo de un diluyente adecuado puede ser agua.
Ejemplos de antiespumantes adecuados son, independientemente o una mezcla de dos o más de, antiespumantes de silicona disponibles bajo los nombres comerciales Foamban MS525 y Tego MR2124.
En consecuencia, un ejemplo específico no limitativo de un fluido para trabajar metales típico de la presente invención puede, por ejemplo, estar compuesto como sigue (Tabla 4):
Tabla 4
Figure imgf000009_0001
Ejemplos
Ejemplo 1: Datos de inhibición de la corrosión
Los siguientes fluidos para trabajar metales, muestras 1 a 6, se formularon a un pH comparable (Tabla 5).
Tabla 5
Figure imgf000010_0001
La corrosión se probó de acuerdo con IP287, publicado en enero de 2008, ref. IP287-2934869, al 0,5 % en peso, 1,0 % en peso y 1,5 % en peso en 200 ppm (agua como CaCO3) así como también de acuerdo con IP125, publicado en enero de 2008, ref. IP125-2935231, a 0,5 % en peso, 1,0 % en peso y 1,5 % en peso en 200 ppm (agua como CaCO3 ). Los resultados del IP287 se muestran en la Figura 1. La Figura 2 muestra los resultados de IP125. Los resultados de IP125 fueron calificados por un técnico capacitado, y se informaron en la tabla 3. Los resultados se proporcionan en el siguiente formulario (0/3-3). El primer dígito - aquí es 0 - es e l número de hoyos. Cuanto menor sea el número, mejor. El segundo dígito - aquí es 3 - es el % del área manchada. Cuanto menor sea el número, mejor. El último dígito - aquí es 3- es la intensidad de la tinción. Nuevamente, cuanto menor sea el número, mejor.
IP 125 (estándar de referencia: Método de prueba del instituto de Petróleo IP 125/82) La clave es la siguiente:-El primer dígito es el número de hoyos, el segundo, el área de tinción y el tercero la intensidad máxima de tinción, por ejemplo 0/1-1 (Tabla 6).
Tabla 6
Figure imgf000010_0002
De ello se deduce que las muestras de acuerdo con la invención muestran al menos la inhibición de la corrosión de los inhibidores de la corrosión convencionales sobre la base de boratos de amina. Las muestras de la presente invención muestran una inhibición de la corrosión que es superior a la de los inhibidores de la corrosión de amina convencionales.
Ejemplo 2: Propiedades amortiguadoras de las aminas
La amortiguación de amina es la cantidad de un ácido estandarizado (como HCl 0,5 M) necesaria para reducir el pH de un volumen fijo de solución desde su pH inicial a un pH de 4). Los resultados más abajo reflejan las condiciones de prueba realizadas a aproximadamente 20 °C. La figura 1 muestra los resultados de la prueba de propiedades amortiguadoras de amina para las muestras a-d, las muestra s que contienen inhibidores de la corrosión libres de boro.
Ejemplo 3: Inhibición de la corrosión por aminas
Tabla 7
Figure imgf000011_0001
La corrosión por amina es para evaluar el potencial de oxidación de las máquinas herramienta y los componentes durante las operaciones de fabricación en las que se usan diluciones del fluido para trabajar metales. Implica usar una placa de hierro fundido a la que se añaden aproximadamente 2 g de molienda de acero a la placa antes de cubrirla con aproximadamente 2 ml de fluido de prueba y dejarla en una cámara de humedad durante un período de tiempo fijo. La Tabla 7 muestra los resultados del ensayo de corrosión por amina de acuerdo con IP287 al 0,5 % en peso, 1,0 % en peso y 1,5 % en peso (vol/vol) durante un período de 16 horas. La Figura 5 muestra los resultados de IP125 al 0,5 % en peso, 1,0 % en peso y 1,5 % en peso (vol/vol) durante un período de 16 horas.
Ejemplo 4: Propiedades amortiguadoras de la sal de fosfato amina
Los resultados se muestran en la Figura 2.
Ejemplo 5: Prueba de desgaste de Reichert
La prueba de desgaste por fricción de Reichert es un método diseñado para evaluar, en términos de lubricación, un fluido para trabajar metales. El aparato de prueba consiste en un motor eléctrico, un sistema de palanca de doble brazo, para aplicar una carga (típicamente 1500 g) a un pasador de prueba estacionario, que se mantiene en contacto deslizante con un aro de acero giratorio que está parcialmente sumergido en el lubricante de prueba. El volumen de la muestra es de 25 ml. Cuando el dispositivo se opera a una velocidad de 1,7 m/s, una película delgada de lubricante se adhiere a la superficie del aro para ayudar a reducir la fricción. La prueba corre por 100 m. Debido a la fricción inicial se produce una forma elíptica en el pasador de prueba. El área de la cicatriz producida por el desgaste aumenta hasta que es lo suficientemente ancha para permitir que el fluido produzca una película lubricante estable entre el aro y el pasador de prueba; en este punto se puede escuchar una disminución del ruido y se registra la distancia. Cuando finaliza la prueba, se mide el ancho y la longitud de la cicatriz en el pasador de prueba para calcular el área de la cicatriz (Área de la elipse (A), mm2 Largo x Ancho x 0,785); la relación entre la carga aplicada y el área de la cicatriz da la capacidad de carga (presión efectiva transportada por la película de lubricante). Cuanto mayor sea la capacidad de carga, mejor será el lubricante.
Los resultados muestran que la muestra a tiene la mejor capacidad de carga y la muestra c la peor.
Las pruebas de Reichert, mediante el uso de pasadores de prueba de acero sobre un aro de acero con una carga aplicada de 1500 g, se llevaron a cabo a una concentración del 0,5 % en agua desionizada, lo que equivale a un nivel de aditivo del 10 % en una formulación que luego se diluyó al 5 %. Los resultados se informan en la Tabla 8.
Tabla 8
Figure imgf000011_0002
Las muestras a, b, c, d fueron las mismas que en el Ejemplo 1, excepto que las muestras c y d no contenían el fosfato ácido.
Ejemplo 6: Prueba de 4 bolas
Este método de prueba, ASTM D4172-94, cubre la determinación de las propiedades de carga de los fluidos lubricantes. En este caso particular, se usó para evaluar las propiedades antidesgaste de los fluidos de prueba. El método se modificó para probar soluciones diluidas en agua de la siguiente manera. La prueba de 4 bolas mediante el uso de 40 kg de carga fija durante un tiempo fijo de 60 segundos y una velocidad de rotación de 1760 rpm, se llevó a cabo a una concentración del 0,5 % en DIW, lo que equivale a un nivel de aditivo del 10 % en una formulación que luego ha sido diluida al 5 %. Se realizaron dos corridas para cada fluido y se tomó la medida promedio de las cicatrices en la superficie de las tres bolas del fondo, que luego se aproximó como un área circular (asumiendo simetría). Los resultados se informan en la Tabla 9.
Tabla 9
Figure imgf000012_0001
Las muestras a, b, c, d fueron las mismas que en el Ejemplo 5.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para trabajar metales que comprende una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (I)
Figure imgf000013_0001
Fórmula (I)
y uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la Fórmula (III), capaces de formar una sal con una amina de acuerdo con la Fórmula (I),
Figure imgf000013_0002
en donde
R7 es (poli)oxialquileno lineal o ramificado que tiene un peso molecular en el intervalo de 45 a 800, n es 1 o 2, m es 1 o 2, y n+m es 3,
en donde X se selecciona de O y NR3, Z es -(CH2)q-N(R5)R6, p es un número entero de 1 a 5, q es un número entero de 1 a 5, R1, R2, R3, R5, R6 se seleccionan independientemente de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo C1-4 lineal o ramificado, o R1 y R2 o R5 y R6 juntos forman un grupo morfolino cíclico;
siempre y cuando las aminas de acuerdo con la Fórmula (I) no comprendan un grupo amino secundario terminal.
2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (II)
Figure imgf000013_0003
y uno o más fosfatos ácidos capaces de formar una sal con una amina de acuerdo con la fórmula II, en donde X se selecciona de O y NR3, p es un número entero de 1 a 5, R1 y R3 se seleccionan independientemente de alquilo, hidroxialquilo o alcoxialquilo C1-4 lineal o ramificado, o dos restos R1 juntos forman un grupo morfolino cíclico.
3. La composición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (II)
R12N-fCH^-X-f-CH2)-NR
~ ' 7p ' 'p
Fórmula
Figure imgf000013_0004
y uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la Fórmula (III),
Figure imgf000013_0005
en donde
R 77 es (poli)oxialquileno lineal o ramificado que tiene un peso molecular en el intervalo de 45 a 800, n es 1 o 2, m es 1 o 2, y n+m es 3, X se selecciona de O y NR3, p es un número entero de 1 a 5, R1 y R3 se seleccionan independientemente de alquilo o alcoxialquilo C1-4 lineal o ramificado, o dos restos R1 juntos forman un grupo morfolino cíclico.
4. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende una sal de amina fosfato o una mezcla de sales de amina fosfato de acuerdo con la Fórmula (IV),
Figure imgf000014_0001
órmula (IV)
obtenible mediante la combinación de uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la fórmula (III) y una o más aminas de acuerdo con la fórmula (I), en donde R1, R2, R7, X, Z y p son como se definen en la reivindicación 1, y x es 0 o 1, y es 1 o 2, z es 1 o 2 y x+y+z es 3.
5. La composición de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la composición comprende una sal de amina fosfato o una mezcla de sales de amina fosfato de acuerdo con la Fórmula (V),
Figure imgf000014_0002
órmula (V)
obtenible mediante la combinación de uno o más fosfatos ácidos de acuerdo con la fórmula (III) y una o más aminas de acuerdo con la Fórmula (II), en donde R1, R7, X y p son como se definen en la reivindicación 3, y x es 0 o 1, y es 1 o 2, z es 1 o 2 y x y+z es 3.
6. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el fosfato de Fórmula (III), R7 se representa por la siguiente Fórmula (VI):
Figure imgf000014_0003
Fórmula (VI)
en donde R8 y R9 son independientemente hidrógeno o alquilo C1-4, en particular hidrógeno o metilo, R10 es alquilo, cicloalquilo, alquenilo, cicloalquenilo, arilo o aralquilo C1-36 lineal o ramificado, en particular alquilo C1-C18 lineal o ramificado, r es un número entero de 1 a 10, preferentem ente de 2 a 8, en particular de 3 a 5.
7. La composición de acuerdo con a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde R7 t iene un peso molecular de 200 a 400, preferentemente entre 300 y 350.
8. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde p es un número entero de 2-4, en particular 2 o 3.
9. La composición de acuerdo con cualquiera de la reivindicaciones 1 a 8 en donde R1 y/o R3 son metilo.
10. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en donde el fosfato es fosfato octílico/decílico 4EO.
11. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la amina se selecciona de:
Bis(N-dimetilaminopropil)metilamina
Bis(N-aminopropil)metilamina
Bis(N-dimetilaminoetil)metilamina
Bis(N-aminoetil)metilamina
Bis(dimetilaminoetil)éter
Bis(dimetilaminopropil)éter
Bis(3-dimetilaminopropil)isopropanolamina
3-dimetilaminopropildiisopropanolamina
N,N,N'-trimetil-N'-hidroxietil-bisaminoetiléter
N,N,N'-trimetilaminoetil-etanolamina
1,3-propano diamina, N'(3-(dimetilamino)propil)-N,N-dimetilo
12. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la amina es bis(N-dimetilaminopropil)metilamina y el fosfato se obtiene por reacción de pentóxido de fósforo con etoxilato octílico/decílico (4EO), y en donde el etoxilato octílico/decílico (4EO) se obtiene mediante la reacción de 4 moles de óxido de etileno por cada 1 mol de alcohol C8 y C10.
13. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, que comprende un total de 1 a 50 % en peso de una composición que consiste de compuestos de fórmulas (I), (III) y (IV) o de fórmulas (II), (III) y (V), que comprende además del 0 al 90 % en peso de un aceite y del 0 al 50 % en peso de agua.
14. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, que comprende del 1 al 20 % en peso de una composición que consiste de compuestos de fórmulas (I), (III) y (IV) o de fórmulas (II), (III) y (V), que comprende además del 0 al 90 % en peso de un aceite y del 0 al 60 % en peso de agua.
15. Uso de una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para trabajar metales.
16. Uso de una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 para proporcionar a un fluido para trabajar metales uno o más de desempeño anticorrosión, desempeño antiespumante, desempeño antidesgaste, capacidad de carga, desempeño bacteriostático, estabilidad biológica, lubricidad, tolerancia al agua dura, estabilidad de la formulación.
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